以太坊:一文了解以太坊扩容生态的核心：Rollup以及数据可用性（DA）解决方案

按照计划，在未来的3-9个月，以太坊将会迎来两次重要的升级，第一次是所谓的“TheMerge”，简单理解就是目前的以太坊主网络将与信标链的权益证明系统“合并”起来，这将标志着以太坊PoW时代的结束，以及网络向PoS共识机制的全面过渡。TheMerge升级除了大大降低维护网络所需的能源消耗之外，还会减少90%的ETH新增区块奖励，这相当于ETH会经历三次“产量减半”，再加上EIP-1599燃烧机制销毁的ETH，这可能将对市场供需之间的关系产生非常大的影响。

而第二次升级的主要内容，就是近期Vitalik等人经常会提起的EIP-4844，这是部署danksharding扩容方案的第一步，也是以太坊解决扩容难题的重要一步。

而在本文当中，我们重点关注的，就是更新以太坊接下来的扩容路线图以及相关的生态项目进展。

注：以太坊扩容概念涉及到了侧链、状态通道、Plasma、数据分片、Rollup、danksharding、跨链桥、DA解决方案等概念，但社区目前的焦距点其实就剩下了后面几个，因此本文会围绕Rollup、danksharding以及相关的DA解决方案进行展开。

扩容的瓶颈，以及以太坊采取的模块化扩容路线

在阐述以太坊采取的模块化扩容路线图之前，我们先来回答一个问题：当我们谈论区块链扩容时，我们谈论的到底是什么？

可能很多人会脱口而出：TPS！

而这就是Solana对待扩容采取的思路，它采用了横向扩展的技术方案sealevel，旨在随硬件技术的发展逐渐实现扩容。

而在以太坊的扩容逻辑当中，可扩展性=验证所有交易的成本。

因此，当一个系统的节点需要执行一切时，它就会遇到成本的问题。当市场的需求在短时间内大于节点的承载范围时，就会出现费用市场，这表现出gas费用飙升、网络确认严重延迟等糟糕现象，我们说，这种系统的可扩展性就是糟糕的。

OKX将于5月20日20:00开启ORDI/USDT现货交易:5月20日消息，据官方公告，OKX将于5月20日20:00（UTC+8）正式开启ORDI/USDT现货交易，此前已于18:00开放ORDI充值和提币。

此外，据悉，OKX Web3钱包是首个上线BRC20/Oridinals市场的多链钱包，目前已经支持Ordinals NFT查看和转移，将于下周上线 Ordinals交易市场。[2023/5/20 15:15:55]

而随着技术社区的不断研究和讨论，以太坊社区逐渐形成了以RollupL2方案为执行层，以太坊主网为共识层和数据可用性层的模块化扩容共识。

简单来说，RollupL2层将是大部分用户与整个以太坊系统进行交互的一层，绝大部分的tx行为会发生在这里，然后这些L2系统会将聚合的状态数据连同calldata存储在链上或链下。

而以太坊主网，则作为整个系统的安全共识层，并通过danksharding数据扩容方案有效增强

RollupL2层的可扩展性。

在简单了解了以太坊的扩容路线图之后，我们来了解一下涉及到的重点RollupL2以及DA解决方案。

OptimisticRollupVSzkRollup

关于采用欺诈证明的OptimisticRollup以及采用有效性证明的zkRollup是什么，以及这些方案的优劣势对比文章已经非常多了，在过去的一年当中，由于Vitalik撰文提到zkRollup会是最终的Rollup扩容方案，再加上当前OptimisticRollup网络费用较高、向L1主网提款存在1周限制等因素，社区对zkRollup方案的预期是大于OptimisticRollup的。

而进入今年之后，随着OptimisticRollup的一些短板问题得到解决，以及danksharding扩容方案被提出之后，OptimisticRollup方案在中短期内更容易实现扩展的呼声变得越来越大。

下面，我们来简单了解一下当下最受期待的几个L2项目的情况：

Arbitrum

当前网络TVL：31.2亿美元

Rollup类型：OptimisticRollup

融资情况：种子轮370万美元，投资机构PanteraCapital

A轮2000万美元，B轮1亿美元，领投机构LightspeedVenturePartners，其他参投方包括PolychainCapital、RibbitCapital、RedpointVentures、PanteraCapital、AlamedaResearch以及MarkCuban，投后项目估值12亿美元，最新的项目估值未知。

Coinbase：对Genesis Trading零敞口:11月17日消息，Coinbase官方在社交媒体上发文表示其对Genesis Trading零敞口。[2022/11/17 13:14:14]

以下是Arbitrum的生态图：

目前Arbitrum网络的TVL主要集中在SushiSwap(SUSHI)、Abracadabra(SPELL)、GMX(GMX)、Curve(CRV)、dForce(DF)、Synapse(SYN)、Dopex(DPX)、Balancer(BAL)、Uniswap(UNI)以及HundredFinance(HND)这10个应用上。

数据来自https://defillama.com/chain/Arbitrum

需要注意的一点是，尽管Arbitrum在TVL以及生态应用数量方面暂时处于领先的位置，但其github存储库?更新频率似乎有所放缓。

Optimism

当前网络TVL：5.3亿美元

Rollup类型：OptimisticRollup

融资情况：种子轮350万美元，投资机构IDEOCoLabVentures和Paradigm

A轮融资2500万美元，投资机构AndreessenHorowitz

B轮融资1.5亿美元，投资机构AndreessenHorowitz和Paradigm，投后项目估值16.5亿美元。

“木头姐”辞去ARK两小型基金投资经理一职:9月23日消息，根据提交给监管机构的文件，ARK investment的创始人兼首席执行官Cathie Wood已经辞去了该公司旗下两只交易所交易基金的投资组合经理一职。William Scherer将接任 3D printing ETF和ARK Israel ETF的投资组合经理。Scherer现任交易经理，自2014年以来一直受雇于ARK。[2022/9/23 7:16:44]

以下是Optimism的生态图：

目前Optimism网络的TVL主要集中在Synthetix(SNX)、Uniswap(UNI)、Lyra(LYRA)、Synapse(SYN)、cBridge(CELR)、PerpetualProtocol(PERP)、HopProtocol、ZipSwap(ZIP)、Connext以及G-UNI(GEL)这10个应用上，暂时落后于Arbitrum。

数据来自https://defillama.com/chain/Optimism

而在研发方面，Optimism团队的github存储库?更新频率依然保持一个稳定的状态，并且该团队在今年2月份的ETHDenver大会上展示了mini-danksharding?的研究成果，这也就是目前以太坊社区在积极讨论的EIP-4844原型。

美国总统拜登：我们看到一些迹象表明通胀可能正在放缓:8月10日消息，美国总统拜登表示，我们看到一些迹象表明通胀可能正在放缓。(金十)[2022/8/10 12:16:26]

Starkware

当前网络TVL：StarkEx11.34亿美元

StarkNet：仍处于alpha测试阶段

方案类型：ZKRollup+Validium+Volition

融资情况：种子轮600万美元，投资方包括以太坊创始人VitalikButerin、Paradigm、PanteraCapital以及PolyChain，同年7月份，Starkware接受了以太坊基金会的1200万美元投资；

A轮融资3000万美元，红杉资本、Paradigm、ScalarCapital、MultichainCapital、IntelCapital、SemanticVentures、Pantera等参与投资；

B轮融资7500万美金，Paradigm领投，红杉资本、WingVentureCapital、PanteraCapital继续参投，包括ThreeArrowsCapital以及AlamedaResearch也参与了投资；

C轮融资5000万美金，红杉资本领投，AlamedaResearch、Paradigm、ThreeArrowsCapital等继续参与投资；

此外，最近Starkware还被曝出正在以60亿美元估值进行1亿美元的D轮融资，目前尚未被确认。

以下是由coin98整理的Starkware的生态图：

在研发方面，Starkware甚至更进一步，该团队提出了L3的模块化设计，这可以为各种应用和用户提供定制化的服务和体验。

元宇宙基础设施平台Element Black与好莱坞公司Real Hype达成战略合作:7月9日消息，元宇宙基础设施平台 Element Black 宣布与好莱坞公司 Real Hype 达成战略合作，Real Hype 旗下明星和网红将入驻 Music-infinity 音乐创作生态，发布独家音乐内容。

Real Hype 是一家好莱坞创意媒体公司，通过创意短视频内容、明星创意商务代理、网红营销等内容矩阵，与数百个世界著名的好莱坞明星及网红达成深度合作，并参与 Web 3 及 NFT 品牌营销。旗下合作明星艺人包括 Maggie Q, Steve Aoki, Cheat Codes, TIJN 等。[2022/7/9 2:02:25]

此外，StarkWare采用的是Cairo语言，这有利于性能，但并不兼容EVM，因此现有以太坊主网的应用无法直接迁移到StarkNet，因此其生态的扩展，可能需要进行更多的教育和推广工作。

截至目前，尽管StarkNet的主网已经上线，但由于其仍处于alpha阶段，因此存在一些限制。

MatterLabs

当前网络TVL：zkSync1.4亿美元

zkSync2.0：仍处于测试阶段

方案类型：ZKRollup+zkPorter

融资情况：种子轮200万美元，Placeholder领投，1kx、Dekrypt、Hashed以及Dragonfly跟投；

A轮融资600万美元，USV领投，Placeholder、1kx和Dragonfly等参投；

B轮融资5000万美元，AndreessenHorowitz领投，Placeholder、Dragonfly、1kx等机构参投，AAVE、Lido、PerpetualProtocol等70多个以太坊生态团队参与了投资。

以下是zkSync的生态图：

与StarkWare选择的定制化扩容路线不同，MatterLabs专注的是完整的EVM兼容性，今年2月份，MatterLabs宣布了zkSync2.0的公共测试网上线，这是第一个兼容EVM的ZKRollup。

尽管如此，zkSync2.0距离进入实战应用阶段可能还有一段较长的时间。

而zkSync2.0选择的链外数据可用性方案被称为zkPorter?

AztecProtocol

当前网络TVL：0.12亿美元

方案类型：ZK-ZKRollup?

融资情况：种子轮融资，ConsenSysLabs和SamosInvestments

A轮融资，Paradigm领投，EtherealVentures、VariantFund、Nascent、IOSGVentures等参投；

作为一个专注于隐私保护的L2层，AztecProtocol目前还没有展现出足够的吸引力，这需要更多的研发和市场推广工作。

数据可用性解决方案

以上，我们提到了一些当下最受社区期待的以太坊L2项目及其进展，而与它们相关的，则是配套的数据可用性解决方案。

目前，各大Rollup项目都是使用以太坊L1主网作为链上的数据可用性层，但这显然非常昂贵，并且可扩展性较差。因此，像StarkWare和zkSync采用了Validium、Volition以及zkPorter这样的链外数据可用性解决方案，这些方案要更便宜，但安全性和去中心化属性显然不及以太坊主网。而在今年年底，像danksharding、celestia、PolygonAvail等数据可用性方案也将陆续推出。

因此在这一部分，我们来具体聊一聊这些DA解决方案。

Validiums

最初的validiums方案是使用零知识证明来验证交易有效性，并通过中心数据提供者将交易数据存储在链下，也因此，validiums方案是最便宜的，但其DA保证也是最糟糕的；

由于这些安全问题，当前StarkWare选择的验证设计使用了一个委员会，而不是单个数据提供者。

数据可用性委员会(DAC)

数据可用性委员会可以被认为是具有多个节点的Validiums方案。

这些节点是受生态信任的参与方，他们将数据副本保存在链外，并在rollup运营商恶意行为的情况下将它们重新传递给公众。这些节点通过在链上发布签名来证明L2的数据是可用的。

DAC委员会通常由7-10名成员组成，因此在考虑到类似制裁这样的极端情况下，他们有权串通冻结或窃取用户的资金。

当然，好处是DAC委员会的成本是非常低的。

注：目前，ImmutableX以及Sorare就是采用的DAC解决方案。

Volition

Volitions是一个让用户在链上和链下进行选择的数据可用性解决方案，当选择链上选项时，费用更高，但安全性更好，当选择链下选项时，费用更低，但安全性会较差。

Celestium

Celestium是一个L2链，它使用Celestia作为数据可用性层，但使用以太坊主网作为结算和争议解决层。Celestium可以被认为是一个无需许可的数据可用性委员会(DAC)，它对数据可用性有额外的经济保证，因为如果委员会行为不当，他们可能会受到惩罚，因此其安全性保证相对DAC会更高一些，但在成本这个因素上，Celestia显然要高于DAC。此外，PolygonAvail也在尝试做类似的事情。

danksharding

在去年的时候，以太坊研发团队是计划通过数据分片来实现链上的数据可用性扩容，但由于其实现难度较大，这会给其他L1生态带来非常大的竞争机会。

而在DankradFeist提出名为danksharding的简化新分片设计后，以太坊的链上数据扩容进程将更快地实现，这会大大缓解竞争压力。

作为以太坊链上DA解决方案，理论上danksharding的安全性自然是最高的，但关于成本这一项，目前还没有一个定论，根据polynya的说法?，在danksharding未饱和的情况下，danksharding的成本要比validiums更低，但如果达到饱和状态，那么validiums以及其他DA解决方案的成本可能会更低。

这可能需要社区进行更多的研究。

笔者预计，如果加密市场进一步主流化，这些DA解决方案可能都会迎来自己的需求，而目前似乎也很难判断它们将占据多少比例的市场份额。

三、总结

经过开发者们数年的研发与讨论，以太坊目前已经形成了一套非常合理的扩容路线图，这对整个以太坊生态而言无疑会是一件好事。另一方面，今年一些竞争L1的叙事可能会因此而变得缺乏吸引力。

但从长期来看，多链以及多Rollup的格局可能依旧不会改变。

也因此，类似跨链协议这样的赛道，同样还是值得关注的。

而即将爆发的L2战争以及DA方案战争，会是笔者接下来的关注重点。

参考资料：

https://ethereum.org/en/upgrades/merge/

https://defillama.com/

https://l2beat.com/

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

https://blog.celestia.org/ethereum-off-chain-data-availability-landscape/

https://twitter.com/epolynya/status/1495763124250685454

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